دستگاه میکرو سنجشگر روبش الکترونی | Electron Probe Micro Analyzer 

دستگاه آنالیز الکترون میکروپروب (EPMA)

از میان روش ها و دستگاه های موجود برای بررسی کمی و کیفی نمونه، دستگاه آنالیز الکترون میکروپروب (Electron Probe Micro Analyzer) با دقت بالاتری قادر به بررسی نمونه است و نتایج قابل اعتمادتری را ارایه می‌کند.

 

حجم مورد نیاز نمونه برای انجام آنالیز در حد میکرون بوده و با دقت ppm نتایج گزارش می‌شوند. همچنین برای تعیین ترکیب فلزات پوشش‌های چندلایه نانومتری تا میلی‌متری کاربرد دارد.

 

در روش آنالیز الکترون میکروپروب، حجم کوچکی از نمونه با پرتوهای پر انرژی الکترونی بمباران می‌شود. بیشتر تفنگ های الکترونی، پرتوهای الکترونی با انرژی در محدوده 5 تا 30 الکترون ولت تولید می‌کنند. پرتوهای ایکس ساطع شده از نمونه توسط آشکارساز جذب و انرژی آنها اندازه‌گیری می‌شود.

 

هر عنصر، اشعه ایکس مشخصی دارد که با توجه به آن شناسایی می‌شود. از آن جایی که این روش بر اساس پراکندگی طول موج اشعه ایکس (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy) WDS عمل می‌کند، نتایج قابل اعتمادتری نسبت به طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس  (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) EDS که در میکروسکوپ های الکترونی روبشی استفاده می‌شود، دارد. سیستم WDS برای نمونه‌ها با غلظت‌های کم بسیار مناسب است و حالت هم پوشانی شدن پیک‌ها را بهتر می‌تواند تفکیک و بررسی کند. دستگاه‌های EPMA معمولا دارای هر دو سیستم WDS و EDS هستند.

 

آماده سازی نمونه

نمونه مورد آنالیز باید سطح کاملا صاف و صیقلی داشته باشد تا تاثیری روی نتایج نگذارد. البته نمونه کاملا صاف نمی‌توان داشت و وجود خراش روی سطح امری طبیعی است که هنگام آنالیز، اپراتور باید به محدوده تابش پرتو ایکس و محل خراش توجه نماید. همچنین باید از اجزای محفظه نمونه، ترکیبات مواد صیقل دهنده و حتی فازهای اطراف محل مورد آنالیز آگاهی کامل داشته باشد.

 

روش آماده سازی نمونه مانند نمونه‌های میکروسکوپی معمولی انجام می‌شود با این تفاوت که باید از موادی استفاده گردد که در خلا دچار تغییر نشوند. مقاطع نازک صیقلی شده با هر شکل و اندازه‌ای قابل آنالیز هستند اما عموما از لام های استاندارد برای نمونه‌هایی با قطر 25 تا 30 میلی‌متر استفاده می‌شود.

 

نمونه‌های مورد بررسی در صورتی که رسانا نباشند نیاز به پوششی از کربن دارند که در خلا تبخیر شده و روی سطح نشانده می‌شود. این کار باعث می‌شود الکترون ها روی سطح تجمع نکرده و با اتصال به زمین تخلیه شوند. اتم های کربن به دلیل عدد اتمی پایین بر شدت پرتو ایکس تولیدی تاثیر چندانی نمی‌گذارد و گزینه مناسبی محسوب می‌شود. در صورتی که در ترکیب نمونه کربن وجود داشته باشد، باید از سایر عناصر مانند آلومینیم و مس استفاده کرد.

 

کاربردهای EPMA

این روش آنالیز برای شناسایی کانی ها و فازهای مختلف و همچنین دانه های کوچک و کمیاب بسیار کاربرد دارد. برای آنالیز کمی سنگ ها و دسته بندی آنها ابزار مفیدی برای زمین‌شناسان و کانی شناسان محسوب می‌شود. مطالعه شیمی سنگ های کیهانی با دقت بالا و بدون تخریب با دستگاه EPMA امکان‌پذیر است. نحوه پراکندگی و توزیع عناصر در یک فاز به کمک این روش قابل اندازه‌گیری است و همچنین نواحی با ترکیب مورد نظر و فازهای کمیاب را می‌توان به صورت خودکار مکان یابی کرد.